一种高锰高碳钢耐磨溜槽衬板的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及铁基合金的冶炼，特别涉及溜槽上金属部件的冶炼，具体涉及冶炼一种高锰高碳钢并铸造成耐磨溜槽衬板。
【背景技术】
[0002]用于矿山生产的溜槽是矿物流通运输的重要设备，需要耐磨、光滑以便物料下滑，但溜槽的工作条件恶劣、易磨损。溜槽衬板是设置在溜槽上的衬板，承担抗磨的功用，需要在长时间受物料作为磨料研磨后仍能保持良好的运送性能，并且降低替换、维护的费用和工作量。
[0003]溜槽衬板的材料主要有钢材料、铸石材料、超高分子量材料等，其中钢板抗冲击强度与韧性高于铸石板和超高分子量聚乙烯板，但耐磨性低于后两者，应用受到限制。
【发明内容】
[0004]本发明的目的在于提供一种高锰高碳钢耐磨溜槽衬板，以克服钢板因耐磨性不佳对应用带来的限制。
[0005]为实现上述发明目的，本发明所采用的技术方案如下:
[0006]—种高锰高碳钢耐磨溜槽衬板，采用电弧炉熔炼钢料，转入精炼炉中调整钢液组分比例后出钢，所得钢液经真空脱气后实型铸造，所得铸件经包括水淬油冷淬火和高温快冷回火的热处理获得成品件，所述钢液组分按重量百分比包括1.3-1.5%的C，15-19%的Μη, 1.5-3.5 % 的 Cr, 0.50-0.70 % 的 Mo，0.30-0.70 % 的 V，0.15-0.35 % 的 Ti，0.15-0.25 %的Nb，0.5-2.5%的B，P控制在0.04%以下，Si控制在0.5%以下，余量为Fe。
[0007]进一步地，所述电弧炉熔炼钢料包括在炉底铺设生石灰，加入炼钢生铁，通电起弧恪化至1580-1610°C，45min_l.0h后扒渣并加入碳粉、生石灰和萤石，10_15min后加入猛铁、铬铁、硼铁，10-15min后加入钒钛铁矿，转入精炼炉中加入氧化钼块、铌粉，调整钢液组分比例，出钢温度为1560-1590°C。
[0008]进一步地，所述钢液在10_12kPa真空氛下脱气，待钢液温度下降至1490-1500°C时在该真空氛内采用干砂造型进行实型造型铸造。
[0009]进一步地，所述铸件在10-12kPa真空氛中以80-100°C /h升温至1105-1135°C并保温1.0-1.5h，撤去真空条件后用80-90°C的清水淬冷使铸件温度降至370-400°C，将铸件转入150-200°C的油浴中冷却至等温，取出后置铸件于600-650°C待等温后保温1.0-1.5h，再用80-90°C的清水快速冷却使铸件温度降至150-200°C并空冷至室温。
[0010]优选地，所述钢液组分按重量百分比包括1.3-1.5%的C，19%的Mn，1.5-3.5%的Cr，0.50% 的 Mo，0.30% 的 V，0.15% 的 Ti，0.15% 的 Nb，0.5-2.5% 的 B，P 控制在 0.04% 以下，Si控制在0.5%以下，余量为Fe。
[0011]本发明调整组分比例后的钢液为过共析钢，其中的锰能够提高钢的强度和硬度，降低钢的淬火温度，增加钢的硬化深度，尤其是含碳量高时更为显著，经淬火后形成奥氏体锰钢，具有良好的耐磨性，是作为溜槽衬板，特别是矿山用溜槽衬板的材料基础。
[0012]本发明在电弧炉中熔炼扒渣后，先加入强脱氧剂碳粉之后再加入锰铁，能够先进行脱氧及克服硫重新回到钢液中，避免锰因脱氧性及脱硫性而受损失。与锰铁同时加入的铬铁能够进一步提高钢的淬透性和强度，增加回火稳定性及耐热性，并提高钢对强氧化性酸类等腐蚀介质的耐腐蚀能力；同时加入的硼铁能够起到终脱氧的作用，进一步保证锰避免用于脱氧。
[0013]加入的钒钛铁矿能通过钒起到增大钢的强度、韧性和耐磨性的作用，并提供强脱氧性的钛，另外钛还具有消除铬在晶界处贫化，提高抗蚀性的作用。
[0014]加入的铌粉能够延缓奥氏体的再结晶，并能够细化晶粒，为溜槽衬板铸件提供可能的例如乳制的加工处理余地；加入的氧化钼块能提高钢的淬透性、改善钢的耐腐蚀性，并且可以防止含因含有锰、铬而在之后的淬火工艺中产生可逆回火脆性。
[0015]钢液温度下降会在凝固过程中和凝固后放出溶解气体，使金属产生如气孔的缺陷，降低金属机械性能；钢件在加热过程中，由于与空气相互作用，而使工件表面发生腐蚀；本发明在真空氛下对钢液进行脱气、对铸件进行淬火前加热，可以有效避免上述问题。
[0016]目前，高锰钢铸件多采用砂型造型工艺，而本发明采用干砂造型进行实型造型，特别是干砂造型是在真空氛内进行，有利于干砂的紧实，退让性更好，更有利于减少钢液冷却后体积收缩出现的应力和裂纹。
[0017]本发明淬火前的升温速率在调整所得组分比例的基础上，能够保证工件心部温度上升至设定温度前，工件表面温度不至于过高而导致奥氏体晶粒粗大，影响硬度和强度。而配合以高温回火，可使本发明的铸件获得高的硬度和好的耐磨性。
【具体实施方式】
[0018]实施例1:
[0019]采用电弧炉熔炼钢料，在炉底铺设生石灰，加入炼钢生铁，通电起弧熔化至1580-1610°C，45min后扒渣并加入碳粉、生石灰和萤石，lOmin后加入锰铁、铬铁、硼铁，lOmin后加入银钛铁矿；
[0020]转入精炼炉中，加入氧化钼块、铌粉，按重量百分比将钢液组分调整为1.3%的C，15% 的 Mn，l.5% 的 Cr，0.50% 的 Mo，0.30% 的 V，0.15% 的 Ti，0.15% 的 Nb，0.5% 的 B，P 控制在0.04%以下，Si控制在0.5%以下，余量为Fe，比例检测合格后即可出钢，出钢温度为1590°C ；
[0021]所得钢液在10_12kPa真空氛下脱气，待钢液温度下降至1490-1500°C时在该真空氛内采用干砂造型进行实型造型铸造；
[0022]所得铸件在10_12kPa真空氛中以80°C /h升温至1105°C并保温1.0h，撤去真空条件后用80-90°C的清水淬冷使铸件温度降至370-400°C，将铸件转入150_200°C的油浴中冷却至等温，取出后置铸件于650°C待等温后保温1.0h，再用80-90°C的清水快速冷却使铸件温度降至150-200°C并空冷至室温即获得成品件。
[0023]实施例2:
[0024]采用电弧炉熔炼钢料，在炉底铺设生石灰，加入炼钢生铁，通电起弧熔化至1580-1610 °C，1.0h后扒渣并加入碳粉、生石灰和萤石，15min后加入锰铁、铬铁、硼铁，15min后加入银钛铁矿；
[0025]转入精炼炉中，加入氧化钼块、铌粉，按重量百分比将钢液组分调整为1.5%的C，19% 的 Mn，3.5% 的 Cr，0.70% 的 Mo，0.70% 的 V，0.35% 的 Ti，0.25% 的 Nb，2.5% 的 B，P 控制在0.0